સમાચાર

ટેકનોલોજી ઉપરાંત, ગ્લાયકોસાઇડ્સનું સંશ્લેષણ હંમેશા વિજ્ઞાન માટે રસપ્રદ રહ્યું છે, કારણ કે તે પ્રકૃતિમાં ખૂબ જ સામાન્ય પ્રતિક્રિયા છે. શ્મિટ અને તોશિમા અને તાત્સુતા દ્વારા તાજેતરના પેપર્સ, તેમજ તેમાં ટાંકવામાં આવેલા ઘણા સંદર્ભોએ કૃત્રિમ સંભાવનાઓની વિશાળ શ્રેણી પર ટિપ્પણી કરી છે.
ગ્લાયકોસાઇડ્સના સંશ્લેષણમાં, બહુ-ખાંડ ઘટકોને ન્યુક્લિયોફાઇલ્સ, જેમ કે આલ્કોહોલ, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ અથવા પ્રોટીન સાથે જોડવામાં આવે છે, જો કાર્બોહાઇડ્રેટના હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોમાંથી એક સાથે પસંદગીયુક્ત પ્રતિક્રિયા જરૂરી હોય, તો પ્રથમ પગલામાં અન્ય તમામ કાર્યોને સુરક્ષિત રાખવા આવશ્યક છે. સિદ્ધાંતમાં, એન્ઝાઇમેટિક અથવા માઇક્રોબાયલ પ્રક્રિયાઓ, તેમની પસંદગીને કારણે, જટિલ રાસાયણિક રક્ષણ અને ડિપ્રેશન પગલાંને ગ્લાયકોસાઇડ્સથી પસંદગીયુક્ત રીતે પ્રદેશોમાં બદલી શકે છે. જો કે, આલ્કિલ ગ્લાયકોસાઇડ્સના લાંબા ઇતિહાસને કારણે, ગ્લાયકોસાઇડ્સના સંશ્લેષણમાં ઉત્સેચકોના ઉપયોગનો વ્યાપક અભ્યાસ અને ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો નથી.
યોગ્ય એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ્સની ક્ષમતા અને ઊંચા ઉત્પાદન ખર્ચને કારણે, આલ્કિલ પોલીગ્લાયકોસાઇડ્સનું એન્ઝાઇમેટિક સંશ્લેષણ ઔદ્યોગિક સ્તરે અપગ્રેડ કરવા માટે તૈયાર નથી, અને રાસાયણિક પદ્ધતિઓને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે.
૧૮૭૦ માં, મેકોલીએ ડેક્સ્ટ્રોઝ (ગ્લુકોઝ) અને એસિટિલ ક્લોરાઇડની પ્રતિક્રિયા દ્વારા "એસિટોક્લોરહાઇડ્રોઝ" (આકૃતિ ૧) ના સંશ્લેષણનો અહેવાલ આપ્યો, જેના કારણે ગ્લાયકોસાઇડ સંશ્લેષણ માર્ગોનો ઇતિહાસ બન્યો.
આકૃતિ 2. માઈકલ અનુસાર એરિલ ગ્લુકોસાઇડ્સનું સંશ્લેષણ
ટેટ્રા-0-એસિટિલ-ગ્લુકોપીરાનોસિલ હેલાઇડ્સ (એસિટોહેલોગ્લુકોસીસ) પાછળથી શુદ્ધ આલ્કિલ ગ્લુકોસાઇડ્સના સ્ટીરિયોસિલેક્ટિવ સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગી મધ્યસ્થી હોવાનું જાણવા મળ્યું. 1879 માં, આર્થર માઇકલ કોલીના મધ્યસ્થી અને ફિનોલેટ્સમાંથી ચોક્કસ, સ્ફટિકીય એરિલ ગ્લાયકોસાઇડ્સ તૈયાર કરવામાં સફળ થયા. (એરો-,આકૃતિ 2).
૧૯૦૧ માં, જ્યારે ડબલ્યુ.કોએનિગ્સ અને ઇ.નોરે તેમની સુધારેલી સ્ટીરિયોસેલેક્ટિવ ગ્લાયકોસિડેશન પ્રક્રિયા રજૂ કરી ત્યારે માઈકલનું કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ અને હાઇડ્રોક્સિલિક એગ્લાયકોન્સની વિશાળ શ્રેણીમાં સંશ્લેષણ થયું (આકૃતિ ૩). પ્રતિક્રિયામાં એનોમેરિક કાર્બન પર SN2 અવેજીનો સમાવેશ થાય છે અને રૂપરેખાંકનના વ્યુત્ક્રમ સાથે સ્ટીરિયોસેલેક્ટિવ રીતે આગળ વધે છે, ઉદાહરણ તરીકે એસીબ્રોમોગ્લુકોઝ ઇન્ટરમીડિયેટ ૩ ના β-એનોમરમાંથી α-ગ્લુકોસાઇડ ૪ ઉત્પન્ન થાય છે. કોએનિગ્સ-નોર સંશ્લેષણ ચાંદી અથવા પારાના પ્રમોટર્સની હાજરીમાં થાય છે.
આકૃતિ 3. કોએનિગ્સ અને નોર અનુસાર ગ્લાયકોસાઇડ્સનું સ્ટીરિયોસિલેક્ટિવ સંશ્લેષણ
૧૮૯૩માં, એમિલ ફિશરે આલ્કિલ ગ્લુકોસાઇડ્સના સંશ્લેષણ માટે મૂળભૂત રીતે અલગ અભિગમનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. આ પ્રક્રિયા હવે "ફિશર ગ્લાયકોસાઇડેશન" તરીકે જાણીતી છે અને તેમાં આલ્કોહોલ સાથે ગ્લાયકોઝની એસિડ-ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે. તેમ છતાં, કોઈપણ ઐતિહાસિક અહેવાલમાં એ. ગૌટિયરનો ૧૮૭૪માં હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડની હાજરીમાં ડેક્સ્ટ્રોઝને નિર્જળ ઇથેનોલ સાથે રૂપાંતરિત કરવાનો પ્રથમ અહેવાલિત પ્રયાસ પણ શામેલ હોવો જોઈએ. ભ્રામક તત્વ વિશ્લેષણને કારણે, ગૌટિયર માનતા હતા કે તેમને "ડિગ્લુકોઝ" મળ્યું છે. ફિશરે પાછળથી દર્શાવ્યું કે ગૌટિયરનું "ડિગ્લુકોઝ" હકીકતમાં મુખ્યત્વે ઇથિલ ગ્લુકોસાઇડ હતું (આકૃતિ ૪).
આકૃતિ 4. ફિશર અનુસાર ગ્લાયકોસાઇડ્સનું સંશ્લેષણ
ફિશરે ઇથિલ ગ્લુકોસાઇડની રચનાને યોગ્ય રીતે વ્યાખ્યાયિત કરી, જે ઐતિહાસિક ફ્યુરાનોસિડિક સૂત્ર પરથી જોઈ શકાય છે. હકીકતમાં, ફિશર ગ્લાયકોસાઇડેશન ઉત્પાદનો જટિલ છે, મોટે ભાગે α/β-એનોમર્સ અને પાયરાનોસાઇડ/ફ્યુરાનોસાઇડ આઇસોમર્સના સંતુલન મિશ્રણ છે જેમાં રેન્ડમલી જોડાયેલા ગ્લાયકોસાઇડ ઓલિગોમર્સ પણ હોય છે.
તદનુસાર, વ્યક્તિગત પરમાણુ પ્રજાતિઓને ફિશર પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાંથી અલગ કરવી સરળ નથી, જે ભૂતકાળમાં એક ગંભીર સમસ્યા રહી છે. આ સંશ્લેષણ પદ્ધતિમાં કેટલાક સુધારા પછી, ફિશરે ત્યારબાદ તેમની તપાસ માટે કોએનિગ્સ-નોર સંશ્લેષણ અપનાવ્યું. આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને, ઇ. ફિશર અને બી. હેલ્ફેરિક 1911 માં સર્ફેક્ટન્ટ ગુણધર્મો દર્શાવતા લાંબા-સાંકળવાળા આલ્કિલ ગ્લુકોસાઇડના સંશ્લેષણનો અહેવાલ આપનારા પ્રથમ વ્યક્તિ હતા.
૧૮૯૩ ની શરૂઆતમાં, ફિશરે આલ્કિલ ગ્લાયકોસાઇડ્સના આવશ્યક ગુણધર્મોને યોગ્ય રીતે નોંધ્યા હતા, જેમ કે ઓક્સિડેશન અને હાઇડ્રોલિસિસ પ્રત્યે તેમની ઉચ્ચ સ્થિરતા, ખાસ કરીને મજબૂત આલ્કલાઇન મીડિયામાં. સર્ફેક્ટન્ટ એપ્લિકેશનમાં આલ્કિલ પોલીગ્લાયકોસાઇડ્સ માટે બંને લાક્ષણિકતાઓ મૂલ્યવાન છે.
ગ્લાયકોસાઇડેશન પ્રતિક્રિયા સંબંધિત સંશોધન હજુ પણ ચાલુ છે અને તાજેતરના ભૂતકાળમાં ગ્લાયકોસાઇડ્સના ઘણા રસપ્રદ માર્ગો વિકસાવવામાં આવ્યા છે. ગ્લાયકોસાઇડ્સના સંશ્લેષણ માટેની કેટલીક પ્રક્રિયાઓનો સારાંશ આકૃતિ 5 માં આપવામાં આવ્યો છે.
સામાન્ય રીતે, રાસાયણિક ગ્લાયકોસિડેશન પ્રક્રિયાઓને એસિડ-ઉત્પ્રેરિત ગ્લાયકોસિલ વિનિમયમાં જટિલ ઓલિગોમર સંતુલન તરફ દોરી જતી પ્રક્રિયાઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
આકૃતિ 5. ગ્લાયકોસાઇડ્સના સંશ્લેષણ માટેની પદ્ધતિઓનો સારાંશ
યોગ્ય રીતે સક્રિય કાર્બોહાઇડ્રેટ સબસ્ટ્રેટ્સ (ફિશર ગ્લાયકોસિડિક પ્રતિક્રિયાઓ અને હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ (HF) પ્રતિક્રિયાઓ અસુરક્ષિત કાર્બોહાઇડ્રેટ પરમાણુઓ સાથે) અને ગતિશાસ્ત્ર નિયંત્રિત, બદલી ન શકાય તેવી અને મુખ્યત્વે સ્ટીરિયોટેક્સિક અવેજી પ્રતિક્રિયાઓ પર પ્રતિક્રિયાઓ. બીજા પ્રકારની પ્રક્રિયા પ્રતિક્રિયાઓના જટિલ મિશ્રણને બદલે વ્યક્તિગત પ્રજાતિઓની રચના તરફ દોરી શકે છે, ખાસ કરીને જ્યારે સંરક્ષણ જૂથ તકનીકો સાથે જોડવામાં આવે છે. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ એક્ટોપિક કાર્બન પર જૂથો છોડી શકે છે, જેમ કે હેલોજન અણુઓ, સલ્ફોનીલ્સ અથવા ટ્રાઇક્લોરોએસીટીમિડેટ જૂથો, અથવા ટ્રાઇફ્લેટ એસ્ટરમાં રૂપાંતર પહેલાં પાયા દ્વારા સક્રિય થઈ શકે છે.
હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડમાં અથવા હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ અને પાયરિડિન (પાયરીડીનિયમ પોલી [હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ]) ના મિશ્રણમાં ગ્લાયકોસાઇડેશનના ચોક્કસ કિસ્સામાં, ગ્લાયકોસિલ ફ્લોરાઇડ્સ સ્થાને રચાય છે અને સરળતાથી ગ્લાયકોસાઇડ્સમાં રૂપાંતરિત થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે આલ્કોહોલ સાથે. હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ એક મજબૂત રીતે સક્રિય, બિન-ઘટાડતું પ્રતિક્રિયા માધ્યમ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું; ફિશર પ્રક્રિયાની જેમ સંતુલન ઓટો કન્ડેન્સેશન (ઓલિગોમેરાઇઝેશન) જોવા મળે છે, જોકે પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ કદાચ અલગ છે.
રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ આલ્કિલ ગ્લાયકોસાઇડ્સ ફક્ત ખૂબ જ ખાસ ઉપયોગો માટે યોગ્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્ટાઇલ β-D-ગ્લુકોપીરાનોસાઇડની હાજરીમાં પોરીન અને બેક્ટેરિયોહોડોપ્સિનનું ત્રિ-પરિમાણીય સ્ફટિકીકરણ જેવા પટલ પ્રોટીનના સ્ફટિકીકરણ માટે બાયોકેમિકલ સંશોધનમાં આલ્કિલ ગ્લાયકોસાઇડ્સનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે (આ કાર્ય પર આધારિત વધુ પ્રયોગો 1988 માં ડીસેનહોફર, હ્યુબર અને મિશેલને રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર તરફ દોરી જાય છે).
આલ્કિલ પોલીગ્લાયકોસાઇડ્સના વિકાસ દરમિયાન, વિવિધ મોડેલ પદાર્થોનું સંશ્લેષણ કરવા અને તેમના ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે પ્રયોગશાળા સ્તરે સ્ટીરિયોસિલેક્ટિવ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, કારણ કે તેમની જટિલતા, મધ્યસ્થીઓની અસ્થિરતા અને પ્રક્રિયા બગાડનારાઓની માત્રા અને મહત્વપૂર્ણ પ્રકૃતિ, કોએનિગ્સ-નોર પ્રકારના સંશ્લેષણ અને અન્ય રક્ષણાત્મક જૂથ તકનીકો નોંધપાત્ર તકનીકી અને આર્થિક સમસ્યાઓ ઊભી કરશે. ફિશર-પ્રકારની પ્રક્રિયાઓ તુલનાત્મક રીતે ઓછી જટિલ અને વ્યાપારી ધોરણે હાથ ધરવા માટે સરળ છે અને તે મુજબ, મોટા પાયે આલ્કિલ પોલીગ્લાયકોસાઇડ્સના ઉત્પાદન માટે પસંદગીની પદ્ધતિ છે.


પોસ્ટ સમય: સપ્ટેમ્બર-૧૨-૨૦૨૦